Voici la première cornée imprimée en 4D

Des chercheurs ont fabriqué pour la première fois une cornée qui prend forme automatiquement autour de l'œil après avoir été imprimée. De quoi produire des organes sur mesure d'une façon quasi industrielle.

En juin dernier, des chercheurs de l'université de Newcastle avaient réussi à imprimer en 3D une cornée sur mesure pour l'œil d'un patient. Aujourd'hui, cette même équipe a franchi un nouveau pas, avec une cornée en 4D qui prend forme après avoir été imprimée. Rappelons d'abord ici qu'un objet 4D possède en effet la capacité à se modifier lui-même en réponse à un stimulus (changement de température, de courant électrique, de lumière, de pH, etc). En moins de cinq jours, la cornée artificielle est ainsi « moulée » autour de l’œil comme s'il s'agissait d'une cornée naturelle.

Une structure incurvée obtenue par des niveaux de contraction différents

L'astuce réside dans la structure du matériau utilisé, un gel composé de collagène et de cellules souches cornéennes encapsulées. Ce gel est disposé en deux cercles concentriques, dont un où l'on ajoute des peptides amphiphiles, des molécules composées de plusieurs chaînes moléculaires différentes (généralement une chaîne hydrophile et une chaîne lipidique), ce qui les rend capables de s'auto-assembler. Ces peptides amphiphiles sont ensuite activés par un sérum fœtal bovin. Le gel de l'anneau ne contenant pas de peptides subit alors une forte contraction en se liant aux cellules cornéennes, tandis que celui avec les peptides se contracte peu, les cellules du gel préférant alors se lier avec les chaînes moléculaires de ces dernières. D'où la forme incurvée que l'on obtient finalement. « Le processus est entièrement "piloté" par les cellules elles-mêmes », explique Che Connon, professeur de génie tissulaire à l'université de Newcastle et coauteur de l'étude parue dans Advanced Functional Materials.

On savait déjà imprimer en 3D des cornées à partir de matrices déjà modélisées, mais ces dernières étaient alors peu adaptables. À l'inverse, celles imprimées sur mesure étaient terriblement longues à fabriquer et très fragiles. « Ce que montre notre étude, c'est qu'il existe un lien très fort entre la forme et les capacités fonctionnelles d'un organe », assure Martina Miotto, principale auteure de l'article. « Les structures en 4D présentent des propriétés biomécaniques et physiques [épaisseur, dimension, densité, transparence...] reproduisant presque parfaitement celles d'une cornée humaine ».

Des organes imprimés en série qui s’adaptent une fois dans le corps du patient

« La technologie 4D offre un énorme potentiel », assure Che Connon. Il ne sera par exemple plus nécessaire de pratiquer une large incision pour implanter un tissu. « Il suffira d'introduire par un petit orifice un organe qui adoptera sa forme définitive et fonctionnelle une fois à l'intérieur du corps », détaille le chercheur. Cela ouvre aussi la voie à une production à grande échelle, puisqu'il suffit de modifier un paramètre dans le gel pour obtenir un organe sur mesure plutôt que d'imprimer chacun selon un modèle différent. « L'usine à organes » n'est décidément plus très loin.